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文檔簡介
1、一、前言
自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK cell)是固有免疫系統(tǒng)的重要組分,其通過釋放胞毒效應(yīng)分子(穿孔素、顆粒酶等)而殺傷畸變的自身細(xì)胞及感染病原體的靶細(xì)胞。NK細(xì)胞無需致敏即能直接殺傷靶細(xì)胞,并可連續(xù)殺傷多個(gè)靶細(xì)胞。
目前尚不清楚,NK細(xì)胞每次殺傷過程中所釋放胞毒效應(yīng)分子的量,及其連續(xù)殺傷過程中通過何種機(jī)制不斷補(bǔ)充自身“彈藥庫”以維持“戰(zhàn)斗力”。理論上,NK細(xì)胞可不斷合成新的
2、效應(yīng)分子,但該過程涉及效應(yīng)分子的糖基化修飾、剪切、構(gòu)象改變,最后進(jìn)入分泌性溶酶體,全程需數(shù)小時(shí)。因此,探討NK細(xì)胞持續(xù)性殺傷過程中合成和儲(chǔ)備胞毒效應(yīng)分子的確切機(jī)制,有助于從新的角度闡明NK細(xì)胞殺傷功能的機(jī)制。
免疫突觸與神經(jīng)突觸有諸多相似之處。文獻(xiàn)報(bào)道,神經(jīng)突觸胞吐后可發(fā)生有效的補(bǔ)償性內(nèi)吞,此對(duì)于維持突觸功能具有重要意義。神經(jīng)突觸內(nèi)分泌性囊泡與細(xì)胞膜融合后,包括膜蛋白的多種分子可迅速回收至神經(jīng)細(xì)胞內(nèi),其生物學(xué)意義為:減少胞
3、吐所致細(xì)胞膜表面積增大;回收的膜蛋白可參與形成新的分泌囊泡,從而有利于神經(jīng)突觸適應(yīng)不斷發(fā)放的神經(jīng)沖動(dòng)。除膜蛋白外,神經(jīng)細(xì)胞還可回收可溶性神經(jīng)遞質(zhì)。近年文獻(xiàn)(包括本課題組前期研究)報(bào)道,免疫突觸中存在雙向運(yùn)輸?shù)妮d體,也具有回收存儲(chǔ)胞毒效應(yīng)分子的分泌性溶酶體膜蛋白的能力。深入探討胞毒效應(yīng)分子的回收作用,有助于揭示細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxic Tlymphocyte,CTL)和NK細(xì)胞持續(xù)性殺傷作用的機(jī)制。穿孔素是一類重要的胞毒效應(yīng)分子
4、,在NK細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞過程中發(fā)揮重要作用,本文擬在課題組前期研究基礎(chǔ)上,探討NK細(xì)胞回收穿孔素的作用,并闡明其機(jī)制及生物學(xué)意義。
二、NK92細(xì)胞受靶細(xì)胞刺激后可繼發(fā)性內(nèi)吞釋放的穿孔素
早期內(nèi)體是細(xì)胞回收細(xì)胞外物質(zhì)的最初細(xì)胞器,早期內(nèi)體體積增大提示外源性物質(zhì)的進(jìn)入。本實(shí)驗(yàn)用熒光標(biāo)記的轉(zhuǎn)鐵蛋白作為示蹤分子,觀察其被NK92細(xì)胞內(nèi)吞后的定位。轉(zhuǎn)鐵蛋白內(nèi)吞后進(jìn)入早期內(nèi)體,導(dǎo)致后者體積顯著增大,可作為細(xì)胞發(fā)生內(nèi)吞的指
5、標(biāo)。此外,與早期內(nèi)體共定位也表明內(nèi)吞的分子已進(jìn)入早期內(nèi)體。
通過觀察NK92細(xì)胞早期內(nèi)體,判斷NK92細(xì)胞被靶細(xì)胞刺激后是否發(fā)生胞吞,結(jié)果發(fā)現(xiàn):NK92細(xì)胞受靶細(xì)胞刺激15分鐘后,其早期內(nèi)體比對(duì)照組明顯增大,提示NK92細(xì)胞發(fā)生內(nèi)吞。
乙二醇四醋酸[Ethylene glycol-bis(2-aminoethylether)-N,N,N',N'-tetraaceticacid,EGTA]可抑制NK92細(xì)胞胞吐
6、,但并不影響NK92細(xì)胞與靶細(xì)胞間形成免疫突觸。為探討內(nèi)吞發(fā)生的時(shí)相,我們?cè)贜K92細(xì)胞與靶細(xì)胞接觸過程中加入EGTA,發(fā)現(xiàn)可顯著抑制早期內(nèi)體增大。提示NK細(xì)胞內(nèi)吞繼發(fā)性于胞吐之后。
我們還發(fā)現(xiàn),靶細(xì)胞刺激NK92細(xì)胞15分鐘,穿孔素與早期內(nèi)體出現(xiàn)明顯共定位現(xiàn)象,而未受刺激的NK92細(xì)胞無此現(xiàn)象。另外,加入EGTA 同樣可抑制穿孔素與早期內(nèi)體共定位。上述結(jié)果表明,NK92細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞過程中出現(xiàn)穿孔素內(nèi)吞,該效應(yīng)繼發(fā)于胞吐
7、。
三、NK92細(xì)胞通過clathrin 途徑回收穿孔素
首先應(yīng)用放線菌酮抑制新蛋白質(zhì)合成,以避免新生成的穿孔素干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。繼而應(yīng)用針對(duì)不同胞吞途徑的抑制劑,探討NK92細(xì)胞內(nèi)吞作用的機(jī)制。結(jié)果發(fā)現(xiàn):應(yīng)用針對(duì)clathrin 途徑的抑制劑后,受靶細(xì)胞刺激的NK92細(xì)胞內(nèi)其穿孔素水平明顯降低(與未用抑制劑的NK92細(xì)胞相比);應(yīng)用針對(duì)脂筏和胞飲途徑的抑制劑并不影響胞內(nèi)穿孔素水平。提示:穿孔素內(nèi)吞效應(yīng)為clat
8、hrin 途徑依賴性,脂筏和胞飲途徑介導(dǎo)的內(nèi)吞不參與穿孔素回收。
借助共聚焦顯微鏡進(jìn)一步證實(shí)穿孔素循clathrin 內(nèi)吞途徑被回收,結(jié)果發(fā)現(xiàn):
在針對(duì)clathrin 內(nèi)吞途徑的化學(xué)抑制劑作用下,NK92細(xì)胞受靶細(xì)胞刺激后,穿孔素和早期內(nèi)體無共定位。另外,應(yīng)用更具特異性的小干擾RNA(small interferingRNA,siRNA)證實(shí)穿孔素回收途徑:用針對(duì)clathrin 重鏈(clathrin h
9、eavy chain,CHC)的siRNA 干擾NK92細(xì)胞clathrin表達(dá),48 小時(shí)后,靶細(xì)胞刺激并不導(dǎo)致穿孔素和早期內(nèi)體共定位;而用針對(duì)無關(guān)序列的siRNA 干擾NK92細(xì)胞48 小時(shí),受靶細(xì)胞刺激后,穿孔素和早期內(nèi)體出現(xiàn)明顯共定位。由此證實(shí),穿孔素可以由clathrin 內(nèi)吞途徑介導(dǎo)進(jìn)入早期內(nèi)體。
四、抑制穿孔素回收可影響NK92細(xì)胞殺傷功能
用針對(duì)clathrin 內(nèi)吞途徑的抑制劑阻斷穿孔素回收
10、,檢測(cè)對(duì)NK92細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞功能的影響:效應(yīng)細(xì)胞與靶細(xì)胞比例為5:1和10:1,檢測(cè)NK92細(xì)胞對(duì)原代豬內(nèi)皮細(xì)胞(Primary porcine endothelial cells,PEC)和人紅白血病細(xì)胞株(Humanerythroleukemia cell line,K562)的殺傷率;應(yīng)用clathrin 內(nèi)吞途徑抑制劑,NK92細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞殺傷率明顯低于對(duì)照組;用針對(duì)CHC的siRNA 干擾NK92細(xì)胞(48h),導(dǎo)致后者對(duì)靶
11、細(xì)胞殺傷率明顯降低(用針對(duì)無關(guān)序列的siRNA 干擾作為對(duì)照)。
為探討clathrin 途徑依賴的胞吞在NK92細(xì)胞持續(xù)性殺傷靶細(xì)胞中的作用,將效應(yīng)細(xì)胞與靶細(xì)胞比例設(shè)為1:2和1:5,檢測(cè)不同時(shí)間點(diǎn)NK92細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞(PEC和K562)的殺傷率。與上述結(jié)果相印證,在效靶細(xì)胞比例倒置的情況下,NK92細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷率隨殺傷時(shí)間延長而逐步增高;抑制clathrin 途徑的內(nèi)吞(化學(xué)抑制劑和siRNA)后,NK92細(xì)胞對(duì)
12、靶細(xì)胞的殺傷率低于對(duì)照(未抑制clathrin 途徑)。
五、人外周血NK細(xì)胞也能夠回收釋放的穿孔素
為觀察原代NK細(xì)胞是否也存在類似現(xiàn)象,用磁珠分離新鮮人外周血NK細(xì)胞(純度>95%),用靶細(xì)胞刺激NK細(xì)胞15分鐘,穿孔素與早期內(nèi)體出現(xiàn)明顯共定位現(xiàn)象,而靜息狀態(tài)下不發(fā)生此現(xiàn)象。同時(shí),抑制clathrin 介導(dǎo)的內(nèi)吞途徑,則NK細(xì)胞的殺傷功能降低。
上述結(jié)果表明,clathrin 途徑介導(dǎo)的內(nèi)吞
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